Система холодного водоснабжения дома и участка

Система холодного водоснабжения дома и участка

Давно канули в Лету времена, когда человек довольствовался водой, набранной из любого источника. Сейчас это неприемлемо, более того, небезопасно, поскольку экологическая среда, окружающая нас, уже давно не такая благоприятная, как в далеком прошлом, когда люди могли себе позволить напиться воды из ближайшего водоема. Кроме того, практически невозможно найти человека, который в любую погоду будет с удовольствием таскать воду в ведрах (заметим, что и выносить придется такое же количество), и хорошо, если из расположенных неподалеку колодца или колонки. Сейчас мы хотим подойти к крану на кухне или в ванной, повернуть вентиль и услышать шум водной струи, которая изливается из трубы, подведенной в жилище; предпочитаем не бегать с лейкой по участку, поливая любимые растения, а воспользоваться шлангом, из которого течет чистая прохладная вода. Одним словом, нам необходимо решить задачу водоснабжения дома и участка, для которого выбор источника в значительной степени зависит от самой системы и наличия в ней определенных сооружений. Все это в совокупности определит, во сколько обойдутся строительство и последующая ее эксплуатация.

Тут перед нами вырисовывается альтернатива — подключиться к централизованной системе во до снабжения, если такова имеется в районе расположения дома, или создать собственную, децентрализованную систему водоснабжения. Независимо от принятого решения, сначала необходимо оформить соответствующие разрешения, после чего приступать к работам. Но в первом случае все ограничится рытьем траншеи и подключением к системе с тем, чтобы завести водопровод в дом, после чего можно будет приступать к установке сантехники и прочего оборудования.

Поскольку возможен и такой вариант решения проблемы водоснабжения, уделим внимание и ему.

Система водоснабжения в условиях централизованной системы включает наружный ввод, прокладку трубопровода, установку сантехнического оборудования и арматуру. Перед осуществлением ввода в уличную водопроводную сеть следует обратиться в соответствующие организации за разрешением и техническими условиями подключения (в последних представлена информация о месте и схеме присоединения, указывается глубина заложения трубопровода (на 50 см ниже глубины промерзания) и другие сведения). Диаметр наружного ввода и трубопровода внутренней системы определяется материалом труб (для стальных и пластмассовых он составляет, как минимум, 20 мм; для чугунных — 50 мм), количеством приборов, предполагаемых к подключению, а также наличием или отсутствием летнего водопровода.

Если дом оборудован подвалом, то ввод осуществляют через его стену, если он отсутствует — то через фундамент посредством канала большего диаметра, чем трубы. Отверстия в нем изолируют водонепроницаемым материалом, для чего используют, например, паклю, жирную глину и цементный раствор. Устройство ввода показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема водопроводного ввода (размеры указаны в миллиметрах): а — индивидуальный дом; 1, 4) вентиль; 2) водомер; 3) сливной кран; 5) подвал; 6) фундамент; 7) трубопровод ввода; 8) цементный раствор; 9) пакля; 10) жирная глина; 11) канал

Рисунок 1. Схема водопроводного ввода (размеры указаны в миллиметрах) (окончание): б — уличный водоразборный колодец; 4) вентиль; 3) сливной кран; 7) трубопровод ввода; 8) цементный раствор; 9) пакля; 10) жирная глина; 11) канал 12) отмостка; 13) люк; 14) скобы; 15) бетонное кольцо; 16) глиняный замок; 17) заземление; 18) труба уличного ввода; 19) прокладка; 20) сварка; 21) хомут

Во втором случае предстоит найти и оборудовать источник, который снабдит дом и участок свежей водой. Он должен удовлетворять целому ряду требований, в частности обеспечивать:

? необходимое количество воды, причем с учетом возрастания объемов ее потребления;

? бесперебойную подачу воды;

? воду определенного качества (последнее должно соответствовать нуждам потребителя или достигаться посредством очистки, причем не требующей высоких как трудовых, так и материальных затрат);

? стабильность экологической системы, которая не будет нарушаться при заборе воды.

Остановить свой выбор на том или ином источнике холодного водоснабжения можно только после тщательного обследования водных ресурсов, характерных для местности, в которой расположен объект, т. е. дом и участок. Природные источники воды представлены двумя группами:

? поверхностными, включающими моря, реки, ручьи, озера, водохранилища, болота, пруды, ледники, родники, гейзеры;

? подземными — водоносными слоями и бассейнами грунтовых вод.

Если происхождение первых не вызывает вопросов (кроме того, в качестве источника питьевой воды из представленного перечня всерьез можно рассматривать только родники, ведь не на каждом участке бьют гейзеры и сползают ледники), то на вторых необходимо остановиться более подробно, поскольку от них зависит тот или иной источник, выбранный для системы холодного водоснабжения.

Подземные воды формируются за счет атмосферных осадков (это не только дождь или снег — сюда входят иней, роса, град), которые образуются за счет испарения влаги из водоемов и почвы и при выпадении проникают в грунт (отсюда их название), где и фильтруются (рис. 2). Слой породы, в котором аккумулируются и перемещаются грунтовые воды, называется водоносным пластом; водонепроницаемые слои, залегающие ниже него, — водоупором.

Рисунок 2. Схема образования подземных вод: 1, 3) грунтовые воды; 2) артезианская вода; 4) межпластовые воды; 5) поверхностный слой грунта; 6) песчаный и каменистый слой; 7) глиняный водоупорный горизонт; 8) известняки

(Попутно заметим, что мнение если не о стерильности, то по крайней мере о высокой чистоте атмосферной воды относится к области заблуждений (можно говорить только об относительной чистоте). Дело в том, что капли воды загрязняются микроорганизмами и различными веществами, присутствующими в воздухе. Но достоинство у этих вод есть — мягкость, поскольку в них содержится минимальное количество минеральных солей.)

Атмосферная вода минует водопроницаемые слои грунта и доходит до плотного водоупорного слоя (горизонта), образованного отложениями жирной глины, причем если они имеют выраженный уклон, то грунтовые воды заполняют более низкие места, в результате чего образуются ключи. В некоторых случаях вода собирается между водоупорными пластами и, находясь под их давлением, выходит струйками. Если на поверхности земли она появляется на ровном месте и выбрасывается под небольшим напором, то такие ключи носят название восходящих; если вода стекает в низменные участки, например в овраг или обрыв, то образующийся ключ называется нисходящим.

Скважины и колодцы, выполненные в соответствии с гидрогеологическими и санитарными правилами, не гарантируют, что добытая из них вода окажется качественной. В настоящее время в скважине глубиной до 50 м можно обнаружить следы фенола и других вредных веществ.

От формы водоупорного слоя зависит больший или меньший объем накопленной воды, которая формирует водоносный горизонт, могущий содержать примеси песка, мельчайших частиц различных пород (глины, гравия и др.).

Строение грунта определяет количество водоносных горизонтов, которые залегают на разной глубине. От последнего обстоятельства зависит, каким именно способом будет обеспечиваться водоснабжение участка — будет ли это отрытый колодец или пробуренная скважина.

Вода, находящаяся от поверхности земли на различной глубине, именуется по-разному. Она называется верховодкой, если глубина залегания воды составляет до 4 м; почвенной водой — при глубине до 10 м; грунтовой — при глубине до 40 м; артезианской — при глубине более 40 м.

В соответствии с принятыми нормами участок, на котором предполагается выкопать колодец, должен находиться не менее чем в 50 м от выгребных ям, компостной кучи, уличного туалета и т. д. От крупных дорог его должны отделять, как минимум, 30 м.

Верховодка в качестве источника водоснабжения не подходит, поскольку содержит небольшие запасы (до нескольких тонн) воды, объем которых варьируется в значительных пределах, так как зависит от количества выпавших в данном регионе осадков. Кроме того, верховодка не имеет сверху водоупорного слоя, вследствие чего «обогащается» загрязненными поверхностными водами, и поэтому не может быть использована для питья. Основным источником водоснабжения являются глубоко залегающие межпластовые воды (см. рис. 2), запасы и качество которых стабильно высокие.

Современные владельцы участков и домов, как и их предки, используют воду подземных источников, которую добывают, устраивая колодцы. К сожалению, колодезная вода не всегда удовлетворяет требованиям санитарных норм. Поэтому нередко приходится бурить глубокие скважины, доходящие до артезианских водоносных слоев, качество воды которых соответствует принятым стандартам. Помимо этого, уровень артезианской воды не колеблется и не зависит от метеоусловий и времени года (ее температура равна 7–12 °C).

Надо признать, что бурение скважины — дело не только не простое, но и затратное. Кроме того, если речь идет об еще не обустроенном участке (именно с этой целью территорию обследуют, разрабатывают проект в том числе и водоснабжения еще до строительства дома), на который можно пригнать тяжелую технику и выполнить все работы, то при наличии материальных ресурсов это вполне выполнимо. А если участок небольшой или дом и хозблок уже выстроены, сад посажен, ограда установлена, то это весьма проблематично и дорого. В таких случаях выход только один — применение современных средств очистки воды, способных довести ее до состояния, пригодного для употребления. Таким образом, ситуации бывают разные, отсюда и способы разрешения проблем также не совпадают.

Выбирая тип вертикального водоснабжения, необходимо принимать в расчет ряд параметров, а именно:

? глубину залегания водоносных пластов;

? условия их пополнения;

? положение участка с точки зрения санитарии, с тем чтобы исключить риск попадания в грунтовые воды бытовых или промышленных стоков;

? состояние грунта в зоне установки источника водоснабжения (не должно быть никаких предпосылок (размыва, оползания) к его деформации, могущей разрушить конструкцию).

Если забота о водоснабжении в городской квартире предполагает установку санитарно-технических приборов (ванны, унитаза, кухонной мойки), то решение этой проблемы в индивидуальном построенном доме значительно сложнее и предполагает несколько возможных сценариев.

Подземные воды классифицируются на безнапорные и напорные (к ним относятся артезианские). Одни выходят на поверхность и бьют в виде ключей, другие — залегают на большой глубине и их приходится поднимать принудительно с помощью насосов. В первых случаях источником становится поверхностный родник, над которым сооружается каптажная (от фр. captage, от лат. capto — «ловлю, хватаю») камера, т. е. сооружение водозабора (это так называемый ключевой колодец), в других — колодец (шахтный, если водоносный горизонт находится на глубине не более чем 8 м от поверхности земли), в третьих — скважина (буровая шахта глубокого заложения, если водоносный пласт расположен на глубине до 100 м от уровня земли). Рассмотрим по порядку, каким образом они сооружаются.

1. Конструктивно наименее сложным является ключевой колодец, который можно устроить, если поблизости от дома грунтовая вода выходит на поверхность (хотя следует признать, что это встречается достаточно редко). Для его строительства не потребуется сложной техники, дорогих материалов и соответственно финансовых и трудовых затрат. Каптажные камеры можно сложить из подручных материалов, например камней, древесины и т. п. В зависимости от того, над каким ключом сооружается камера, различают ключевые колодцы двух типов — восходящий и нисходящий.

Колодец или скважина, устроенные на участке, обязывают застройщика содержать их в чистоте, чтобы не допустить загрязнения колодезной воды. Поэтому рядом с ними запрещено мыть машины, держать животных, заниматься бытовыми делами вроде стирки или мытья посуды.

Чтобы построить восходящий ключевой колодец (рис. 3), необходимо выполнить работы в такой последовательности:

? выбрать место, подготовить его, расчистив и углубив;

? установить в углубление короб подходящего размера (резервуар). Это могут быть бочка без дна, бетонное кольцо, сруб и т. п. Его край должен непременно располагаться ниже уровня воды, поднимаемой ключом. Если высота резервуара намного превышает уровень возможного подъема воды, то в нем необходимо предусмотреть сливное отверстие, через которое избыточная вода будет уходить по переливной трубе;

? выложить стенки кирпичом;

? создать глиняный замок, т. е. промежутки между коробом и грунтом замазать мятой жирной глиной слоем не менее 20 см и уплотнить;

? для предупреждения размывания замазки заделать ее плитняком или засыпать щебнем (гравием);

? покрыть дно колодца промытым крупным речным песком, гравием или щебнем, насыпав их слоем 10–15 см;

? выполнить в резервуаре сливное отверстие. Это условие относится к обязательным и объясняется тем, что при его отсутствии под воздействием давления массы воды она начнет искать другой выход и, обнаружив его, будет либо сливать туда избыток воды, либо вообще перестанет наполнять резервуар;

? закрепить в коробе лоток, с которого можно будет набирать воду, не загрязняя проточную струю тарой;

? поместить на горловину резервуара крышку для защиты его от попадания пыли, мусора, насекомых и пр.;

? выполнить отмостку вокруг каптажной камеры, по которой будут стекать атмосферные осадки, минуя резервуар. Прежде чем положить кирпич, бетон или другое покрытие, следует сделать глиняный замок из мятой жирной глины;

? обнести колодец ограждением, расположив его на расстоянии 3–4 м от колодца (если есть возможность, построить вокруг колодца павильон);

? выкопать канаву для вытекающей из колодца воды. Она должна иметь такую глубину, чтобы вода не переливалась через край и не перенасыщала окружающий грунт. Необходимо предупредить размывание канавы, для чего надо укрепить ее глиняным замком, поверх которого уложить плитняк или другой материал.

Рисунок 3. Ключевой колодец восходящего типа (размеры указаны в миллиметрах): 1) перекрытие; 2) слой гидроизоляции; 3) ходовые скобы; 4) кирпичная кладка; 5) вентиляционная труба; 6) переливная труба; 7) водозаборная труба; 8) вентиль; 9) фильтр; 10) обратный гравийный фильтр; 11) бетонное кольцо

Материал резервуара для нисходящего колодца (рис. 4) может быть любым, но обязательное условие — его дно должно быть выполнено из дерева, кирпича или бетона, чтобы устранить контакт между грунтом и прибывающей из источника водой.

Для теплоизоляции колодца или скважины на зиму допускается использовать натуральные материалы (опилки, стружку и др.). Применение пенополистирола, стекловаты и других синтетических утеплителей запрещается. При этом ни те, ни другие не должны попасть в воду.

В остальном устройство нисходящего колодца практически не отличается от описанного выше, да и принцип забора воды сохраняется, с той лишь разницей, что в колодце нисходящего типа вода попадает в резервуар не снизу, как в восходящем колодце, а со стороны боковой стенки. Поскольку она может быть загрязнена частицами грунта, то возникает необходимость ее фильтрации. Для этого поперек водоносного слоя следует устроить дренажную стенку из щебня, гравия или чистого речного песка, а также разделить короб на две части, возведя поперек тока воды перегородку из любого подручного материала. Вода поступает в первое отделение (назовем его приемным), отстаивается и, достигнув верха перегородки, переливается во второе отделение, оттуда течет по сливному отверстию и через переливную трубу поступает в водоотводную канаву.

Рисунок 4. Ключевой колодец нисходящего типа (размеры указаны в миллиметрах): 1) ходовые скобы; 2) кирпичная кладка; 3) вентиляционная труба; 4) перекрытие; 5, 14) дренаж; 6) гравийный фильтр; 7) водоносный горизонт; 8) глиняный замок; 9) сливная воронка; 10, 15) водозаборная труба; 11) переливная труба; 12) водоотводная канава; 13) открылки

Каптажную камеру следует регулярно осматривать, устранять дефекты, очищать, а на зиму утеплять.

2. Другой достаточно простой и дешевый способ — выкопать колодец, глубина которого обычно достигает 10–15 м. Но надо помнить, что колодец обеспечит примерно 200 л воды в час, после чего должно пройти время, чтобы он снова наполнился. Такого количества воды достаточно для бытовых нужд (приготовления пищи, мытья посуды) и полива огородных грядок, причем эти действия не могут совершаться одновременно. Кроме того, прежде чем использовать колодезную воду для питья, ее следует отдать на химический и бактериологический анализ, чтобы убедиться в том, что она не содержит опасных веществ, например солей тяжелых металлов и иного, а также болезнетворных микроорганизмов (к слову сказать, подобные анализы необходимо проводить регулярно).

Колодцы, в которых для подъема воды устраивают шахты (из древесины, кирпича, бетона и железобетона), называются шахтными (рис. 5). Конструктивно они состоят из таких частей, как:

? оголовок — это наземная часть, которая предназначена для защиты воды от пыли, мусора, животных, а зимой препятствует обледенению колодца. Сверху на оголовок кладут крышку, которая с одной стороны должна плотно закрывать отверстие, а с другой — легко удаляться (сдвигаться, подниматься и т. п.), давая возможность беспрепятственно набирать воду;

? ствол, представляющий собой собственно шахту колодца. Это самая длинная и прямая его часть. Она бывает разной формы — круглой (самая оптимальная), квадратной (самая простая в реализации), прямоугольной и даже шестигранной (все зависит от личных вкусов и предпочтений) — при поперечном сечении 1–1,5 м, что является удобным при выполнении работ. Чтобы грунт не осыпался со стен шахты и не засорял воду, их укрепляют, отделывая деревянными, кирпичными, бетонными стенками, которые должны максимально плотно укладываться друг на друга, чтобы не допустить попадания в колодец верховодки, перенасыщенной влагой почвы и пр.;

Рисунок 5. Устройство шахтного колодца: 1) крышка; 2) отмостка; 3) глиняный замок; 4) стенки; 5) водоносный слой; 6) водоупорный слой; 7) донный фильтр

? водоприемная часть — это нижняя часть ствола, которая служит резервуаром для воды. Она может иметь разную глубину, но, как правило, это 2 м. Эту часть конструкции колодца необходимо выполнить из самого устойчивого к неблагоприятным условиям эксплуатации материала;

? зумпф, или нижняя часть водоприемного ствола, которая устраивается в тех случаях, когда производительность водоносного горизонта недостаточна. Для сбора воды зумпф располагают ниже водоносного слоя, выполнив его в виде шатра, благодаря чему водоприемная часть колодца значительно увеличивается.

Строительство шахтного колодца возможно в различных грунтах, но важно знать свойства каждого из них и соблюдать технику безопасности. В зависимости от глубины колодца и качества грунта выбирают разные технологии для сооружения колодца.

При небольшой глубине залегания водоносных пластов под колодец выкапывают шахту (проще всего построить колодец в плотных грунтах), из которой вручную или механизированным способом выбирают грунт и обустраивают ствол в виде деревянного сруба или вертикального канала, обложенного кирпичом, природным камнем или выполненного из бетонных, железобетонных колец (колодцы из кирпича, камня и бетонных колец называют трубчатыми — по форме ствола, который бывает круглым и напоминает трубу).

Технология строительства колодца с деревянным срубом (рис. 6) включает следующие этапы:

Рисунок 6. Деревянный шахтный колодец (размеры указаны в миллиметрах): 1) песок; 2) щебень (гравий); 3) уровень воды; 4) отмостка; 5) гравий; 6) глиняный замок; 7) ворот; 8) навес

? подготовку шахты. Для этого выкапывают котлован на всю глубину, чтобы было удобно осуществлять работы с наружной стороны сруба. При этом следует укреплять стенки щитами опалубки или делать их с откосами, чтобы предотвратить осыпание мягкого грунта. Кроме того, важно не допустить повышения давления на стенки шахты, поэтому весь вынутый грунт надо складывать на расстоянии не менее 10–15 м от места строительства;

? изготовление сруба. Древесину для него следует подбирать устойчивую к влаге, гниению, без каких-либо дефектов (например, сучковатости) и обязательно здоровую, не поврежденную насекомыми или грибами. Чем качественнее будет древесина, тем дольше она прослужит, поскольку замена венцов в колодце — работа тяжелая, требует много времени и затрат. Для части, в которой будет стоять вода, применяют бревна сечением 160–180 мм, для надводной части — более толстые, сечением 220 мм (это вызвано тем, что она в большей степени подвержена разрушению). Бревна можно заменить брусом сечением 150 X 150 мм, тем более что в этом случае выполнить перевязку в углах будет легче (это имеет значение, если строитель не профессиональный плотник). Древесина для сруба должна иметь влажность 10–15 %, чтобы при намокании она разбухла и уплотнила все соединения.

Из пород древесины наиболее пригодны дуб и лиственница, срок службы которых составляет не менее 20 лет (этот материал труден в обработке); подходит и сосна (она используется чаще всего в силу технологичности материала и доступности по цене), которая сохранится 15–20 лет.

Сруб для колодца рубят на подготовленной площадке, соединяя его по углам «в обло» или «в лапу» (второй способ сложнее, но экономичнее), практикуют и шиповые соединения;

? установка сруба. После того как шахта отрыта, ее дно выравнивают, просачивающуюся воду вычерпывают ведрами или откачивают с помощью насоса, после чего кладут первый венец. Если в месте сооружения колодца грунты слабые, то для предупреждения просадки сруба под него подкладывают крупный плитняк.

При монтаже венцов необходимо следить за тем, чтобы они ложились строго горизонтально. Если поступающая вода выталкивает венец наверх, его надо пригрузить, уложив последовательно второй венец и последующие. Венцы должны ложиться плотно, для чего их упрессовывают барсиком — деревянным молотком (удары наносят не по бревнам, а по деревянной прокладке, которая предохранит кромки бревен и пластин от деформации). Чем меньше зазор между венцами, тем дольше они прослужат без ремонта. При монтаже венцов категорически запрещено использовать изоляционные материалы, поскольку они быстро загнивают, что негативно скажется на качестве колодезной воды. Кроме того, ни в коем случае нельзя обрабатывать венцы антисептиками.

По мере возведения сруба постоянно контролируют его вертикальность по всем углам. Эти действия продолжают до тех пор, пока все венцы не окажутся на своем месте.

Если вода будет поступать через дно, то швы между венцами с наружной стороны затирают мятой жирной глиной и тщательно выравнивают. После пяти-шести венцов дно колодца покрывают слоем гравия, щебня или промытого речного песка толщиной 15–25 см, которые будут фильтровать воду.

Если вода заполняет колодец через боковые стенки, то замазывать швы не требуется, напротив, в стенках на уровне воды необходимо просверлить отверстия, а промежуток между срубом и грунтом заполнить щебнем или гравием, слой которых также должен составлять 20 см, а высота — на 10 см выше уровня воды. Швы между венцами, расположенными выше, промазывают глиной. Ею же заполняют и зазор между срубом и стенками шахты и тщательно утрамбовывают.

Ежегодно колодец положено ремонтировать, очищать и дезинфицировать. Домовладелец должен осуществлять это на добровольных началах, а также по первому требованию служб санитарного надзора. При этом обрабатывают колодец, воду, ведро, цепь и пр.

Сруб может быть опущен не только отдельными венцами (в этом случае бревна собранного сруба нумеруют, как правило, римскими цифрами, указывая сторону и порядковый номер венца, например: I–I, I–II, I–III, I–IV и т. д. и собирают в шахте в нужной последовательности), но и полностью. Чтобы он не перекосился, с внутренней стороны по углам или с противоположных сторон прибивают толстые доски, которые потом удаляют.

Чтобы сруб сохранял устойчивость и самопроизвольно не опускался, через пять-шесть венцов (конструкция получается еще более прочной, если располагать залоги в двух смежных венцах) устраивают залоги (рис. 7).

Рисунок 7. Установка залогов: 1) залог; 2) опора

Это бревна одного из венцов, длина которых на 30–50 см больше остальных. Залоги фиксируют в углублениях, проделанных в стенках шахты. При слабых грунтах под залоги рекомендуется подкладывать опоры (камни, куски затвердевшего бетона и т. п.);

? оформление надземной части сруба. Вокруг верхнего венца подземной части укладывают бревна, по которым из досок делают настил, причем его края должны покрывать промежуток между срубом и шахтой, засыпанный грунтом. Как только надземная часть сруба (оголовок) будет установлена, настил засыпают грунтом, планируя площадку в сторону, противоположную колодцу, поверх выполняют глиняный замок (если его делают по всей высоте сруба, то толщина глиняного замка может составлять 15–20 см; если его располагают лишь вокруг верхней части ствола колодца (на высоте 1–1,5 м), то толщина слоя глины должна доходить до 30–50 см) и отделывают площадку вокруг оголовка отмосткой из какого-либо твердого материала, например из натурального камня, бетона и т. п.

С боков устанавливают стойки для ворота с прикрепленным ведром и навеса, который должен защищать колодец от атмосферных осадков.

Поскольку большую часть времени колодец бывает закрытым, то в нем застаивается воздух, что придает воде неприятный запах. Поэтому важно вентилировать колодец, для чего в него вставляют трубу, которая возвышается над оголовком на 1–1,5 м и не доходит до уровня воды 15–20 см. Кроме того, примерно через каждый метр желательно перфорировать трубу. Сверху стояк закрывают сеткой и колпаком, которые не позволят попадать в колодец осадкам, пыли, насекомым и пр.

Отличительной особенностью описанного способа строительства колодца является то, что все работы ведут один-два человека, находящиеся с внешней стороны сруба.

Воспользоваться представленным выше методом проведения работ при большой глубине залегания водоносных слоев практически невозможно (нельзя предотвратить осыпание грунта со стенок шахты, что опасно для рабочих, осуществляющих сооружение колодца), поэтому прибегают к опускному способу строительства колодца, при котором ствол постепенно наращивают венцами сруба сверху, которые погружаются все глубже под собственной тяжестью по мере того, как из-под них выбирается грунт. Такой способ рекомендован при устройстве колодца глубиной до 40 м и более. Рассмотрим его на примере устройства колодца-сруба, но прежде уделим внимание особому приспособлению, которое называют опускной рамой (рис. 8).

Рисунок 8. Опускная рама: а — с заостренными ножками; б — с режущими ножами; 1) из листовой стали; 2) из полосовой стали; 3) из уголковой стали

Материалом для рамы служат те же бревна или брусья. Ее размеры превышают габариты рядовых венцов, она оснащена заостренными ножками или имеет ножи, изготовленные из стали (листовой, полосовой или уголковой), благодаря которым грунт легче срезается. Следовательно, и работа по опусканию сруба ускоряется.

Кроме того, надо помнить о нескольких важных моментах:

? во время работы необходимо постоянно следить за тем, чтобы сруб не отклонялся от вертикали. Малейший перекос немедленно устраняется;

? между срубом и стенками шахты надо оставлять небольшой промежуток — так удобнее действовать;

? подкапывать грунт сразу на три или четыре венца;

? сначала внутри колодца отрыть яму глубиной 50–60 см, в которую отбрасывать грунт, выбранный из-под сруба, и поднимать его наверх. Это имеет и еще один плюс: когда подкоп ведут от середины к периферии (от центра колодца к венцам), то сруб ножами срезает грунт и своим весом выдавливает его в середину углубления, облегчая работу.

Опускной метод устройства колодца реализуют в такой последовательности:

? выкапывают котлован глубиной 3–6 м, извлекая грунт лопатами или, если есть возможность, используют экскаватор (на большом неосвоенном участке) или мини-экскаватор (bobcat), если территория не позволяет развернуться тяжелой технике. Вынутый грунт складируют в стороне от места работ, чтобы он не оказывал давления на почву и не вызывал осыпания стенок котлована;

? планируют дно котлована, придавая ему горизонтальность;

Если колодец или скважина оказались загрязненными химическими веществами, если вода перестала прибывать, если трубы, шахта или оголовок колодца пришли в негодность, домовладелец должен ликвидировать водозаборное сооружение, засыпать его глиной и уплотнить.

? в заданном месте кладут опускную раму или нижний венец сруба (диаметр бревен одного или нескольких венцов должен быть примерно на 5 см больше остальных, причем уширение должно располагаться с внешней стороны, благодаря чему глиняный замок, нанесенный потом на венцы, не раскрошится и не вытрется грунтом во время движения сруба вниз) и контролируют ее строительным уровнем;

? последовательно укладывают рядовые венцы в соответствии с их номерами, уплотняют их, припрессовывая деревянным молотком, и отвесом проверяют вертикальность всей конструкции. Действуя таким образом, доводят сруб до поверхности земли. Здесь надо заметить, что для периодической проверки вертикальности сруба и корректировки ее требуется достаточно много времени. Чтобы оптимизировать работу, сруб опускают по направляющим (рис. 9).

Рисунок 9. Установка направляющих для сруба: 1, 2) направляющие; 3) бревно; 4) кол; 5) скобы

Для этого по углам с внешней стороны сруба устанавливают толстые доски и прибивают их к каждому венцу. Для еще большей надежности и жесткости конструкции посередине стенок сруба тоже можно прикрепить направляющие. Далее сруб вплотную к направляющим обкладывают бревнами, забивают в образуемые ими углы колья диаметром 8–10 см и фиксируют их скобами. В результате получается контур, вдоль которого перемещаются направляющие. Все это в совокупности обеспечивает строго вертикальное движение сруба и экономит время. По окончании работ направляющие из грунта не извлекают, хотя они создают неудобства при последующем ремонте сруба: если требуется заменить сгнившие венцы, направляющие выпиливают;

? уплотняют пазы между венцами жирной глиной, которую намазывают заподлицо с бревнами или брусьями и тщательно разравнивают;

? фиксируют сруб изнутри толстыми досками, прибивая их по углам. Это необходимо для того, чтобы венцы при опускании не разорвались;

В последние годы на смену деревянным венцам пришли бетонные кольца. Они удобны не только тем, что долговечнее древесины, легче в монтаже, но и тем, что никак не влияют на качество воды, не придают ей никакого привкуса. Но покупать их следует у крупных производителей.

? выбирают грунт из-под стенок сруба и подают его наверх. Если поначалу можно действовать вручную, то по мере углубления колодца необходимо применять другие способы для извлечения грунта. Для этого подготавливают прочные емкости (бочки, бадьи и т. п.), стальной трос или канат с крюками и хомутами, которые не дадут емкости сорваться, грузоподъемностью до 500 кг (диаметр первого составляет 15–20 мм, второго — 30–45 мм). Ежедневно перед началом работ и после обеда это оборудование проверяют, для чего наполняют камнями и, как минимум, 3 раза, опускают в шахту и поднимают. Если нет специальных подъемных механизмов, устанавливают треногу с блоком (рис. 10), через который перекидывают трос или канат, и вручную поднимают емкости с водой и грунтом на поверхность;

Рисунок 10. Тренога

? после того как ствол колодца закончен, на дне устраивают донный фильтр из песчано-гравийной смеси, насыпав ее слоем толщиной 20–25 см. Если вода поступает и через стены сруба, в нем проделывают отверстия;

? оформляют оголовок колодца и прилегающую площадку.

В заключение необходимо сказать, что таким же способом (опускным) устраивают не только шахтный колодец с деревянным срубом, но и трубчатый колодец с железобетонными кольцами, диаметр которых подбирают так, чтобы внутри могли работать одновременно два человека. Обычно это кольца высотой 60–90 см и диаметром 100–150 см. Этот способ вполне практичный, менее трудоемкий, поскольку используются готовые кольца, а не изготавливается сруб, но применим только при близком залегании водоносных слоев (до 6 м). Бетонный колодец обойдется дороже деревянного, но он имеет целый ряд важных преимуществ, поскольку соответствует санитарным нормам; бывает герметичным и не пропускает внутрь верховодку; более легок в уходе, так как гладкие стенки без труда освобождаются от слизи и т. п.

Последовательность же действий практически не отличается от представленной ранее:

? подкапывают грунт по периметру кольца, опускают его;

? устанавливают очередное кольцо и т. д.;

? фиксируют кольца между собой стальными скобами длиной 20 см, располагая их как с внешней, так и с внутренней стороны и загибая концы. Если в кольцах отверстия под скобы отсутствуют, то их просверливают;

? заделывают стыки между кольцами цементным раствором;

? если вода поступает не только снизу, но и сбоку, то в боковых стенках кольца проделывают отверстия;

? в последнюю очередь обустраивают оголовок и прилегающую площадку.

Для строительства трубчатого колодца применяют не только железобетонные кольца. Их выкладывают кирпичом (красным или пережженным — так называемым железняком; силикатный кирпич для этой цели не подходит) или природным камнем (известняком или песчаником) с использованием цементного раствора. Находят применение и валунам, которые для удобства кладки раскалывают на более мелкие фрагменты. Для приготовления раствора берут чистый речной песок. Кроме того, необходимы анкеры, арматура, скобы и круглые рамы (стальные, деревянные или железобетонные).

Рассмотрим последовательность действий при устройстве кирпичного колодца:

? подготовка круглых рам соответствующего диаметра (от 1 м и более). Одна из рам (нижняя) называется основной, другие — промежуточными и верхней. Материалом для нижней рамы служат металл, железобетон или дерево. Ее наружный диаметр примерно на 50–60 мм больше диаметра остальных рам. Кроме того, она бывает самой прочной (ее толщина составляет 80–100 мм) и тяжелой. Ширина основной рамы зависит от толщины кирпичной кладки: если ее выполняют в один кирпич, то рама должна быть шириной 250 мм, если в полтора кирпича — 370 мм. С наружной стороны к ней прикреплен стальной нож.

Промежуточные и верхняя рамы чаще всего бывают деревянными, толщиной 80 мм, по ширине они также могут совпадать с шириной кладки или быть немного уже, чтобы была возможность заполнить швы цементным раствором (второй вариант предпочтительнее).

Чтобы сделать кладку максимально прочной, рамы скрепляют анкерами или арматурными стержнями диаметром не менее 15 мм, концы которых имеют резьбу длиной 150 мм, а также шайбами и гайками. Для установки металлического крепежа в рамах просверливают отверстия: в нижней и верхней по 6 шт., в промежуточных — 12 шт. (здесь необходимо вспомнить школьный курс геометрии, чтобы разделить окружность на 6 и 12 частей соответственно), причем отверстия в разных рамах должны совпадать. В таких случаях прибегают к пакетному методу, при котором детали помещают друг на друга и сверлят одновременно.

Поскольку предполагается использовать колодезную воду не только для полива огорода, но и для питья, то нельзя при его строительстве использовать низкосортный цемент, ствол из которого размоется и начнет пропускать грунтовые воды. Подойдет портландцемент М500.

После осуществления всех подготовительных работ приступают к монтажу рам. На анкер до упора накручивают гайку, надевают шайбу, вставляют в отверстие в нижней раме, надевают шайбу, закручивают гайку и повторяют эту операцию еще 5 раз. Точно так же действуют, соединяя основную раму с очередной промежуточной и т. д. В результате должна получиться конструкция, как на рисунке 11;

Рисунок 11. Конструкция из рам: 1) нижняя рама; 2) шайба; 3) гайка; 4) анкер; 5) промежуточная рама

? рытье котлована и тщательное выравнивание его дна;

? установка рамной конструкции (основной и первой промежуточной), контроль ее горизонтальности и корректировка положения при возникновении такой необходимости;

? жесткая фиксация рам с помощью бревен, досок и другого подручного материала;

? выполнение кирпичной кладки, которую ведут обычным способом, т. е. на нижней раме расстилают слой цементного раствора (1: 2 или 1: 3) толщиной 10 мм и кладут первый ряд кирпичей, предварительно смоченных водой. Первые 2 ряда тычковые. При этом между кирпичами с внешней стороны возникает зазор, который следует заполнить раствором и кирпичными обломками. Последующие ряды можно класть как тычками (рис. 12), так и перемежая ложки двумя кирпичами, положенными тычком (рис. 13), главное — соблюдать перевязку швов.

Рисунок 12. Схема круглой кладки из тычков

Рисунок 13. Схема круглой кладки из тычков и ложков

Чтобы колодец получился идеально круглым, желательно изготовить шаблон (рис. 14). Он имеет вид кольца, собранного из двух половинок, которые соединяются клиньями (их вставляют в хомуты, которые предварительно прибивают к кольцу). Для удержания кольца в середине укладываемого ряда кирпичей применяют крючки. По мере кладки шаблон перемещают. Чтобы он свободно извлекался, кладка не должна доходить до него ближе чем на 5 мм.

Рисунок 14. Шаблон

Для усиления кладки через 3–5 рядов рекомендуют протягивать по 2 ряда проволоки диаметром 2–5 мм, отступив от краев кирпича 30–50 мм.

Примерно за 5 см до установки промежуточной рамы кладку приостанавливают, монтируют конструкцию из 12 анкеров, закрепляя их описанным ранее способом, проверяют ее вертикальность и горизонтальность, плотно заполняют зазор между кладкой и рамой цементным раствором (1: 3), смешав его с гравием или щебнем. Чтобы рамы ложились ровно и плотно, в кирпичах необходимо заранее вырубить гнезда под анкера с шайбами и гайками.

Если предполагается поступление воды со стороны боковых стенок, то в кладке следует выполнить окна размером 500 ? 200 мм, чтобы потом поместить в них фильтры из пористого бетона.

Поскольку за готовым колодцем будет необходимо ухаживать (очищать от слизи и пр.) и спускаться в него для осмотра и ремонта, еще на стадии кладки следует предусмотреть установку скоб на глубину 120 мм (в неглубокий колодец можно опускать лестницу), размещая их вразбежку с расстоянием между ними 20 см (рис. 15) и предварительно покрыв их водостойкой краской;

Рисунок 15. Размещение скоб на стенках колодца

? оштукатуривание стенок колодца между нижней и промежуточной рамами цементным раствором (1: 1 или 1: 2), который должен иметь консистенцию густой сметаны. Его наносят за один раз, сверху вниз, раз равнивают полутерком и заглаживают кельмой. Чтобы получить ровную гладкую стенку, устанавливают горизонтальные или вертикальные маяки из реек толщиной 40–60 мм, причем их следует расположить напротив анкеров. Оштукатурив первую полосу между маяками, переходят к очередной, удаляют маяк, заполняют образовавшийся промежуток раствором и т. д. Если кольца выполнены из дерева, то их обычно не штукатурят. Если же возникает такая необходимость, то на ее поверхность надо прикрепить металлическую сетку (в крайнем случае набить гвозди и оплести их проволокой), которая будет удерживать раствор. Главное, чтобы металлические элементы были полностью закрыты штукатуркой — это защитит их от коррозии;

? выемка грунта;

? опускание конструкции. При этом необходимо периодически контролировать ее;

? кладка следующей захватки (промежутка между рамами), ее оштукатуривание и т. д.;

? оформление оголовка (в нем обязательно ставят промежуточные кольца, соединенные анкерами) после того, как трубчатый кирпичный колодец будет опущен на расчетную глубину, установка опор, ворота, навеса и пр. Для предупреждения его произвольного опускания под нижнее кольцо подкладывают бетонные или каменные плиты, причем они должны примерно на 20–50 см выходить за внешнюю стенку колодца;

? очистка дна колодца с последующим засыпанием его гравийно-песчаной смесью, если вода будет поступать в колодец снизу. В таком случае необходимо заложить окна, оставленные в стенах колодца.

Схема строительства трубчатого кирпичного колодца представлена на рисунке 16.

Рисунок 16. Устройство кирпичного колодца (размеры указаны в миллиметрах): 1) кладка; 2) анкер; 3) скоба; 4) арматурный стержень; 5) диск; 6) ворот; 7) колесо; 8) рукоять; 9) опора

По такой же технологии устраивается колодец из натурального камня (рис. 17), причем сделать это гораздо сложнее, поскольку в отличие от кирпича, имеющего стандартные размеры, камень приходится подгонять, придавая ему необходимую форму. Важно особое внимание уделять перевязке камней, армировать кладку проволокой через каждые 150–200 мм по высоте. Кроме того, надо учесть, что раствора для кладки и оштукатуривания потребуется больше.

Рисунок 17. Фрагмент стенки колодца из природного камня: 1) нож; 2) основное кольцо; 3) гайка; 4) шайба; 5) анкер; 6) промежуточное кольцо

Сложнее всего действовать тогда, когда водоносные слои залегают на значительной глубине, поскольку нужно извлекать из шахты большое количество грунта, или когда грунты насыщены водой. В таких случаях устраивают буровые колодцы, названные так потому, что под них бурят скважины. Здесь заметим, что проектирование и устройство бурового трубчатого колодца — это прерогатива специальных организаций, поскольку для этого необходимо специальное оборудование, которым вряд ли располагает рядовой застройщик. Останавливаться подробно на том, как именно это делается, не имеет смысла. Поэтому в порядке информации ограничимся общими сведениями.

Итак, буровой колодец — это скважина, перпендикулярно ориентированная относительно потока подземных вод. Если скважина глубокая, то ее стенки укрепляют обсадными металлическими трубами (предпочтительны бесшовные горячекатаные), при небольшой глубине используют керамические или асбоцементные трубы. Внутренний диаметр обсадной трубы определяется типом оборудования для подъема воды (насоса, насосной станции и др.), но должен быть, как минимум, 120 мм. По мере бурения диаметр обсадных труб становится меньше, а зазоры между участками труб уплотняют раствором на основе специального тампонажного портландцемента.

Верхняя часть скважины (устье колодца) оформляется оголовком, возвышающимся над поверхностью земли на 80–100 см и защищающим ее от загрязнений (с этой целью к нему прикрепляют крышку). Одновременно на нем монтируется водоприемное оборудование. Оголовок окружает отмостка шириной не менее 2 м, спланированная с уклоном в направлении расположения водоотводной канавы. Кроме того, колодезная шахта оснащается вентиляционной трубой, поднимающейся над уровнем земли не менее чем на 2 м.

Традиционная технология устройства буровых колодцев не лишена недостатков, в частности стальные обсадные трубы постепенно разрушаются вследствие коррозии, что приводит к попаданию в воду ржавчины; по той же причине в стенках труб возникают отверстия, через которые в скважину проникает вода из верхних пластов (или даже из очистных сооружений, построенных на соседнем участке), что снижает качество питьевой воды; вода из верхних пластов нередко содержит примеси в виде песка, частиц глины, которые заиливают трубу, уменьшая ее просвет. Поэтому буровые скважины функционируют не более 5 лет.

Применение современных технологий позволяет устранить перечисленные недостатки и продлить эксплуатацию бурового колодца (гарантийный срок службы составляет до 30 лет). Для этого сам процесс бурения скважины проходит в несколько этапов (рис. 18):

? пробурив песчано-глинистые отложения и достигнув известняка, в скважину вставляют металлическую обсадную трубу диаметром 168 мм, оснащенную фильтром;

? проходят известняк до водоносного горизонта, используя бур меньшего диаметра;

? в образовавшуюся скважину на всю глубину опускают пластиковую колонну диаметром 125 мм, которую до определенного постоянного уровня заполняет вода;

? примерно на 5–10 м выше фильтра вокруг пластиковой колонны насыпают кварцевый гравий (фракция — 1,2–2 мм), который дополнительно очищает воду, поступающую в эксплуатационную колонну, от механических примесей;

Рисунок 18. Буровой колодец (схема): 1) водопроводная труба; 2) оголовок с вентилем; 3, 6) обсадная труба; 4) насос; 5, 7) пластиковая колонна; 8) фильтрационная часть

? поверх гравийного фильтра помещают сухие глиняные гранулы, которые, набухнув от воды, образуют глиняный замок. Он станет барьером на пути попадания в эксплуатационную колонну воды из верхних горизонтов.

На индивидуальных участках для собственных нужд устраивают так называемый абиссинский колодец (рис. 19), оснащенный поршневым насосом-колонкой.

Рисунок 19. Абиссинский трубчатый колодец: а — общий вид; б — устройство (схема); 1) грунт; 2) цоколь; 3) наконечник; 4) фильтр; 5) сетка

Конструкция абиссинского колодца довольно проста и состоит из оцинкованной стальной трубы диаметром от 25 до 60 мм с отверстиями по бокам на участке длиной 80–100 см. Отдельные трубы собирают в колонну посредством резьбовых соединений. Самая нижняя из них оснащается стальным наконечником конусообразной формы, что значительно облегчит забивание колонны в грунт, и диаметром несколько большим, чем у труб, чтобы они свободнее проходили по скважине.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.